β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃微生物發(fā)酵參數(shù)的影響

劉利林 王 帥 敖長(zhǎng)金

β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃微生物發(fā)酵參數(shù)的影響

劉利林 王 帥 敖長(zhǎng)金

試驗(yàn)采用自身對(duì)照法試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選用6只安裝有永久性瘤胃瘺管的去勢(shì)蒙古公羊，分3組，即0.000%β-胡蘿卜素（對(duì)照組）、0.005%β-胡蘿卜素和0.008%β-胡蘿卜素組，研究在日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃內(nèi)環(huán)境及微生物發(fā)酵參數(shù)的影響。結(jié)果表明：日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃中pH值沒有影響；日糧中添加β-胡蘿卜素有降低綿羊瘤胃中氨態(tài)氮含量的趨勢(shì)；日糧中添加β-胡蘿卜素使綿羊瘤胃中菌體蛋白含量降低，且存在隨β-胡蘿卜素添加比例的增加菌體蛋白含量有降低的趨勢(shì)；日糧中添加β-胡蘿卜素有促進(jìn)瘤胃中TVFA含量升高和降低乙丙比的趨勢(shì)。

β-胡蘿卜素；綿羊；瘤胃；微生物發(fā)酵

由于瘤胃微生物在生長(zhǎng)和繁殖過程中產(chǎn)生許多氣體和發(fā)酵產(chǎn)物，瘤胃內(nèi)環(huán)境始終處于不斷地動(dòng)態(tài)變化之中。瘤胃發(fā)酵參數(shù)是檢測(cè)動(dòng)物營養(yǎng)狀況和評(píng)定飼料營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，它比化學(xué)分析法更能反映飼料或日糧纖維物質(zhì)在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵效率。適宜的瘤胃內(nèi)環(huán)境是飼料纖維物質(zhì)降解的重要保證，同時(shí)也是衡量飼料纖維發(fā)酵好壞的重要標(biāo)志。

有研究顯示，β-胡蘿卜素對(duì)瘤胃微生物發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生某種影響。在研究β-胡蘿卜素對(duì)瘤胃細(xì)菌利用長(zhǎng)鏈脂肪酸和纖維素的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)：β-胡蘿卜素可促進(jìn)反芻動(dòng)物瘤胃中纖維素分解菌的生長(zhǎng)，增加其數(shù)量，從而促進(jìn)瘤胃對(duì)脂肪酸的利用[1]。另外有學(xué)者采用人工瘤胃產(chǎn)氣法研究了β-胡蘿卜素對(duì)山羊瘤胃微生物發(fā)酵參數(shù)的影響發(fā)現(xiàn)：β-胡蘿卜素極顯著的降低了瘤胃液中氨態(tài)氮濃度；使瘤胃液中微生物蛋白（MCP）濃度極顯著的升高，且隨β-胡蘿卜素濃度的升高而增加；乙酸與丙酸比值和總揮發(fā)性脂肪酸（TVFA）產(chǎn)量受β-胡蘿卜素濃度的影響不顯著（P＞0.05）[2]。而β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃微生物體內(nèi)發(fā)酵及內(nèi)環(huán)境參數(shù)的影響未見報(bào)道。本試驗(yàn)將在體外發(fā)酵試驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃微生物體內(nèi)發(fā)酵及內(nèi)環(huán)境參數(shù)的影響，進(jìn)一步驗(yàn)證β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃微生物發(fā)酵特性功能的影響。

1 試驗(yàn)材料

1.1 藥品和試劑

β-胡蘿卜素添加劑：購自帝斯曼公司，10%粉劑。其它常規(guī)藥品均為分析純。

1.2 儀器

pH計(jì)、自制瘤胃液采集裝置、高速離心機(jī)、氣相色譜儀、分光光度計(jì)、BUCHI K-370自動(dòng)凱氏定氮儀。

1.3 試驗(yàn)動(dòng)物管理與飼料配方

本試驗(yàn)選用6只體況良好、體重（40.16±1.48）kg已安裝永久性瘤胃瘺管的去勢(shì)蒙古公羊，基礎(chǔ)日糧精粗比為4：6，參照張宏福等（1998）研究的營養(yǎng)需要[3]，除不添加類胡蘿卜素和VA外其他均滿足育肥羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)推薦，試驗(yàn)開始前和結(jié)束后對(duì)羊進(jìn)行稱重，預(yù)試期自由采食，測(cè)定每天的采食量，正試期根據(jù)預(yù)試期測(cè)定的采食量，以調(diào)節(jié)到維持飼養(yǎng)水平的1.2倍，每天08:00和19:00各喂一次精料，粗料07:00一次投放，自由采食，自由飲水。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及樣品采集

本試驗(yàn)采用自身對(duì)照法試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)分2期進(jìn)行，即對(duì)照期和試驗(yàn)期，每期分預(yù)試期和正試期，預(yù)試期至少14 d，正試期3 d。試驗(yàn)動(dòng)物分為2組，每組3只去勢(shì)蒙古公羊，在對(duì)照期喂給基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)期開始喂給基礎(chǔ)日糧加不同濃度的β-胡蘿卜素，即自試驗(yàn)期開始，試驗(yàn)1組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加0.005%的β-胡蘿卜素，試驗(yàn)2組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加0.008%的β-胡蘿卜素，在正試期晨飼前（0 h）、飼喂后 2、4、6、8、10、14、18、24 h 采集瘤胃液進(jìn)行瘤胃內(nèi)環(huán)境、瘤胃發(fā)酵參數(shù)的分析。

1.5 測(cè)定方法與步驟

15.1 瘤胃pH值測(cè)定

采用pHS-3B型高精度酸度計(jì) （上海雷磁儀器廠生產(chǎn)）測(cè)定。

1.5.2 瘤胃菌體蛋白含量的測(cè)定

菌體蛋白測(cè)定參照Cotta等（1982）[4]和Broderick等（1989）[5]闡述的方法。

1.5.3 瘤胃中NH3-N的測(cè)定

瘤胃液中氨態(tài)氮的測(cè)定方法參照馮宗慈等（1993）[6]的方法進(jìn)行。

1.5.4 瘤胃內(nèi)揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的測(cè)定

VFA采用內(nèi)標(biāo)法測(cè)定，參照秦為琳（1982）的方法，內(nèi)標(biāo)物為巴豆酸，溶劑為氯仿[7]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以X±SD表示，用SPSS15.0統(tǒng)計(jì)分析軟件下的 One-Way ANOVA（單因素方差分析）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃內(nèi)環(huán)境pH值的影響（見圖1）

圖1 添加β-胡蘿卜對(duì)綿羊瘤胃pH值的影響

從圖1可以看出，各組間pH值變化趨勢(shì)一致。各組 pH值在5.81～6.42，均處于 Murphy等（1987）[8]所報(bào)道的正常范圍之內(nèi)。各組間比較差異不顯著，但試驗(yàn)1組pH值高于對(duì)照組，試驗(yàn)2組pH值低于對(duì)照組。整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)各組pH值平均值依次為試驗(yàn)1組、對(duì)照組、試驗(yàn)2組，各組間比較差異不顯著。整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)試驗(yàn)2組pH值最低并且波動(dòng)最大。

2.2 日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃內(nèi)環(huán)境氨態(tài)氮含量的影響（見圖2）

圖2 添加β-胡蘿卜對(duì)綿羊瘤胃氨態(tài)氮含量的影響

從圖2可以看出，各組氨態(tài)氮含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律基本相似。均是采食后瘤胃NH3-N濃度迅速上升，2 h達(dá)到峰值，之后逐漸下降，6 h前瘤胃液中氨態(tài)氮含量呈下降趨勢(shì)。從6 h開始緩慢回升，待第二次采食又呈現(xiàn)出相似的變化規(guī)律。在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)試驗(yàn)1組和試驗(yàn)2組瘤胃液平均氨態(tài)氮含量均低于對(duì)照組，但各組間比較沒有達(dá)到差異顯著水平。

2.3 日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃菌體蛋白含量的影響（見圖3）

圖3 添加β-胡蘿卜對(duì)綿羊瘤胃菌體蛋白含量的影響

從圖3可以看出，各組瘤胃菌體蛋白含量變化趨勢(shì)完全一致，在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)對(duì)照組瘤胃菌體蛋白含量均高于試驗(yàn)1和試驗(yàn)2組，整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)平均菌體蛋白含量對(duì)照組最高，顯著高于試驗(yàn)2組（P＜0.05），高于試驗(yàn)1組，但差異不顯著。

2.4 日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃揮發(fā)性脂肪酸（VFA）的影響（見圖4、圖 5）

圖4 添加β-胡蘿卜對(duì)綿羊瘤胃TVFA含量的影響

圖5 添加β-胡蘿卜對(duì)綿羊瘤胃乙酸/丙酸比值的影響

多糖在瘤胃內(nèi)被瘤胃微生物降解為短鏈VFA，用來提供微生物菌群維持和生長(zhǎng)需要的能量和碳鏈。瘤胃內(nèi)VFA主要包括乙酸、丙酸和丁酸。

從圖4可以看出，各組TVFA含量變化趨勢(shì)完全一致，整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)試驗(yàn)2組TVFA含量均高于對(duì)照組和試驗(yàn)1組，整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)各組間TVFA平均含量比較試驗(yàn)2組最高，試驗(yàn)1組居中，對(duì)照組最低。從圖4可以看出對(duì)照組總揮發(fā)性脂肪酸濃度的變化曲線較試驗(yàn)組平緩，整個(gè)過程中呈上升趨勢(shì)，但在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)試驗(yàn)組總揮發(fā)性脂肪酸濃度的波動(dòng)較大。

從圖5可以看出，整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)各組平均乙酸/丙酸比值比較，對(duì)照組＞試驗(yàn)1組＞試驗(yàn)2組，各組間比較差異不顯著，但隨著β-胡蘿卜素添加比例的加大，乙酸/丙酸比值有下降的趨勢(shì)。

3 結(jié)論

由以上結(jié)果及分析可以得到如下結(jié)論：日糧中添加β-胡蘿卜素對(duì)綿羊瘤胃中pH值沒有影響；日糧中添加β-胡蘿卜素有降低綿羊瘤胃中氨態(tài)氮含量的趨勢(shì)；日糧中添加β-胡蘿卜素使綿羊瘤胃中菌體蛋白含量降低，且存在隨β-胡蘿卜素添加比例的增加菌體蛋白含量有降低的趨勢(shì)；日糧中添加β-胡蘿卜素有促進(jìn)瘤胃中TVFA含量升高和降低乙酸丙酸比的趨勢(shì)。

[1] Hino T,Andoh N,Ohgi H.Effect of beta-carotene and alpha-tocopherol on rumen bacteria in the utilization of long-chain fatty acids and cellulose[J].J Dairy Sci.,1993,76（2）:600-605.

[2] 嚴(yán)宏祥,匡偉,吳敏,等.β-胡蘿卜素對(duì)山羊瘤胃微生物體外發(fā)酵影響的研究[J].飼料工業(yè),2006,27（22）:36-38.

[3] 張宏福,張子儀.動(dòng)物營養(yǎng)參數(shù)與飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（第1）[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1998.

[4] Cotta M A aRJB.Effect of peptides and amino acids on efficiency of rumen bacterial protein synthesis in continuous culture[J].J.Dairy Sci.,1982:226-234.

[5] Broderick G A aCWM.Metabolism of peptides and amino acids during in vitro protein degradation by mixed rumen organisms[J].J.Dairy Sci.,1989:2540-2548.

[6] 馮宗慈,高民.通過比色測(cè)定瘤胃液氨氮含量方法的改進(jìn)[J].畜牧與飼料科學(xué),1993（04）:37.

[7] 秦為琳.應(yīng)用氣相色譜測(cè)定瘤胃揮發(fā)性脂肪酸方法的研究改進(jìn)[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1982（04）:110-116.

[8] Murphy JJJJ.Effect of protein concentrate and protein source on the degradability of dry matter and protein in situ[J].J.Dairy Sci.,1987,70:1841-1849.

Effects of β-carotene on the parameters of rumen microbial fermentation in sheep

Liu Lilin,Wang Shuai,Ao Changjin

In this experiment，six castrated Mongolian sheep with permanent rumen fistula were selected,including the 0.000%（the control）、0.005%and 0.008% β-carotene groups,to determine effects of βcarotene on the parameters of rumen environment and microbial fermentation.The results showed that:Impacts of β-carotene on the rumen pH value was not significant difference;There are a tendency that the concentration of NH3-N reduced in rumen liquid by supplements of β-carotene,but it was not significant comparing the control group.The concentration of bacterial protein in rumen liquid reduced by supplements of β-carotene,and the average of bacterial protein in the control group was significantly higher than the 0.008% β-carotene group（P ＜0.05）,and was higher than the 0.005% β-carotene group,but the difference was not significant.The concentration of TVFA in rumen liquid increased with addition proportion of β-carotene.At the same time the ratio of acetic acid/propionic acid reduced with addition proportion of β-carotene.

β-carotene；sheep；rumen；microbial fermentation

S823

A

1001-991X（2011）07-0049-03

劉利林，塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，講師，843300，新疆阿拉爾市虹橋南路1號(hào)。

王帥，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

敖長(zhǎng)金（通訊作者），內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與醫(yī)學(xué)學(xué)院。

2010-12-13

（編輯：劉敏躍，lm-y@tom.com）